JP2000021010A - 光記録用フライングヘッド - Google Patents

光記録用フライングヘッド

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JP2000021010A
JP2000021010A JP10198172A JP19817298A JP2000021010A JP 2000021010 A JP2000021010 A JP 2000021010A JP 10198172 A JP10198172 A JP 10198172A JP 19817298 A JP19817298 A JP 19817298A JP 2000021010 A JP2000021010 A JP 2000021010A
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JP
Japan
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flying head
optical recording
objective lens
optical
flying
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JP10198172A
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Hide Hosoe
秀 細江
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Konica Minolta Inc
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 高密度記録光ディスクの記録再生用光ピック
アップフライングヘッドを構成する部品点数を減じ、組
込が容易で、コストが低く信頼性の高いものを得ようと
する。 【解決手段】 本発明の光ピックアップフライングヘッ
ドは、透明材料で形成されたフライングヘッド12に、
一体に直接、対物レンズ13を形成した。この対物レン
ズは回折屈折型光学系であることが望ましい。この対物
レンズを一体に形成したフライングヘッドは、保持バネ
14によって、光記録ディスクの表面から若干離れて主
に径方向に可動の部品中に、傾角を制御できるミラー1
1と共に配設される。カー効果を用いる記録方式の場合
は、電磁コイル16をリソグラフィにより形成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は光情報記録媒体の記録情
報を高密度で記録再生するための光ピックアップおよび
そのフライングヘッド光学素子に関する。
【0002】
【従来の技術】ディスク状の光記録媒体が高速回転する
ことによって発生する動圧によって、わずかに浮上する
光ピックアップは、フライングヘッドと呼ばれ、高密度
光記録方式として既に幾つかの提案がなされている。図
6は米国TERASTOR社が開発した近接場タイプの
ピックアップ光学系である。近接場効果に必要な1/4
波長以下の浮上量は、フライングヘッド1の保持バネ2
と、フライングヘッド1の面積やディスク回転速度によ
って決まる動圧の大きさとの釣合いで維持される。ま
た、この例では光記録にカー効果を用いるので、SIL
の直近に記録媒体に磁界をかけるための電磁コイル3が
置かれている。
【0003】レーザーダイオードからの平行光はミラー
4によって90°折り返され、ピックアップ用対物レン
ズに入射する。対物レンズは2枚構成であり、1枚目の
レンズ5によりNA0.65程度に集光される。2枚目
のレンズ6は、半球状でいわゆるSIL(Solid Immers
ion Lens)と呼ばれるレンズで、1枚目のレンズ5から
の出射光束はSILに垂直に入射してそのまま進行す
る。この光束の焦点位置はSILの平面部で、空気との
界面上に集光する。SILの材料の屈折率は空気よりも
高い。集光点はSIL内部なので、空気中で集光させる
場合よりも波長が短くなっている分、小さなスポットを
作ることが可能である。例えば屈折率1.5の光学ガラ
スを用いると、SIL内部での光束の波長は1/1.5
に圧縮されており、直径が1/1.5のスポットとな
る。この平面上の焦点光は波長の1/4程度(約120
nm程度)の距離だけ平面から空気中に滲み出すので、
その距離以内に光記録媒体7をセットすれば、空気中で
あっても通常より1/1.5倍小さなスポットで記録再
生が出来、記録密度をその2乗倍(約2.25倍)大き
くすることが可能となる。このSILを含むピックアッ
プレンズ光学系は、フライングヘッド1上にセットされ
る。
【0004】図7は非近接場方式の高密度光記録用フラ
イングヘッドの例であり、図6と同じ部品は同じ符号で
示す。これは米国Quinta社が開発したもので、偏
波面保存ファイバー8からの出射光をミラー4で折り返
し、対物レンズ5に入射させ、そのまま記録媒体7上に
集光させるものである。従来の光記録方式と原理的には
同じであるが、対物レンズの直径が0.3mm程度と非
常に小さく、フライングヘッド上にこれら全ての光学系
が実装されるところが大きく異なる。この場合のフライ
ングヘッドの浮上量は350nm程度で、上記の近接場
領域の3倍ほどの大きさとなる。これもカー効果を利用
する方式なので、フライングヘッドには記録媒体に磁界
をかける電磁コイルを備えている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】従来提案されている、
上記のようなフライングヘッドに光学系を組み込み、光
記録により高密度に情報を記録する方式では、フライン
グヘッドを構成する部品点数が多く、また、これらの部
品は光束動作のために非常に小さいので、組込に非常に
多くの手間と時間がかかり、また、各部品の光軸を合わ
せながら組み立てなければならないので、組立て歩留ま
りが悪く、収率も低下するので、コストが高く信頼性の
低いものとなっていた。本発明は、このような従来のフ
ライングヘッド方式の高密度光記録が有する上記のよう
な問題を克服出来るフライングヘッド方式の光ピックア
ップを得ようとするものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明の光記録用フライ
ングヘッドは、透明材料で形成された光記録用ピックア
ップフライングヘッドに、一体に直接、対物レンズを形
成したことを特徴とする。この対物レンズは、屈折型光
学系であっても、または、回折屈折型光学系であっても
よい。この対物レンズを一体に形成したフライングヘッ
ドは、光記録ディスクの表面から若干離れて主に径方向
に可動の部品中に、傾角を制御できるミラーと共に配設
され、上記ミラーに入射し、光記録ディスクにほぼ垂直
に出射する平行光を対物レンズで集光する光記録ピック
アップユニットを構成する。
【0007】
【発明の実施の形態】上記フライングヘッドの透明材料
は、光学ガラスのみならず、単結晶シリコンのような半
導体材料でもよく、あるいはSrTiO3のような高屈
折率結晶など、使用光源の光束に対して透明な材料であ
ればよい。また、対物レンズは、近接場光学系(Near F
ield Optics)であってもよく、または非近接場光学系
(Far Field Optics)であってもよい。本発明の光記録
ユニットを使用する光記録媒体が、カー効果を利用する
タイプのものであるときは、カー効果発生用の電磁コイ
ルを平面コイルとし、フライングヘッドの浮上面に直接
配設することが望ましく、該浮上面に直接パターン化し
て一体に形成するのが好ましい。
【0008】
【実施例】以下、図面を参照して、本発明を実施例につ
いてより具体的に説明する。図1において、ミラー11
は傾角制御機構を有していてもいなくてもよいが、光デ
ィスク面に対して平行に移動可能の図示されていない部
品に固定されている。この部品は平行駆動されるキャリ
ッジのような部品でもよいし、アームのように片持ち支
点を中心に回転移動する部品であってもよい。フライン
グヘッド12は、光学ガラスやSio2、SrTiO3
ど、使用光源の光束に対して透明な材料で作製され、そ
の上面には対物レンズ13が一体に形成されている。こ
のフライングヘッドは弾性支持体14によって上記の移
動可能部品に結合され、ミラーと共に光ディスク15上
を径方向にシークできる。
【0009】この対物レンズ13は、屈折光学素子表面
に回折溝を切った回折屈折光学系で、回折光学系を屈折
光学系に組み合わせることにより、集光力を上げること
と、温度変化に伴う光学材料の屈折率変化を補正するこ
とが可能となる。この実施例の光学系は、近接場光学を
利用したもので、焦点位置が浮上面から50〜150n
m程度(使用光源波長の1/4以下)となっているた
め、光の滲み出し効果により、光ディスク面には空気層
を隔てているが、光学材料の屈折率倍だけ小さなスポッ
トで記録再生ができる。SrTiO3を材料として用い
て光学設計を行った場合の結果を表1に示す。
【表1】 第1面 r =1.530 非球面係数 K =−0.046123 A4 =−0.019093 A6 =−0.024306 A8 =−0.018808 A10=−0.010043 A12=−0.071618 回折面 −488.278 rad 第2面 平面 面間隔 2.366 入射瞳径 φ=1.30mm 使用波長 685nm NA 1.54 焦点距離 1.00mm 像高範囲 ±5μm ただし、非球面は次式に基づくものである。
【数1】 但しXは光軸方向の軸、Hは光軸と垂直方向の軸、光の
進行方向を正と史、rは近軸曲率半径、Kは円錐形数、
Ajは非球面係数、Pjは非球面のべき数である。
【0010】記録方式が相変化(Phase Change)方式の
場合は、光ディスク上にスポットを集光すればよく、上
述の構成要素で足りるが、カー効果を用いたMO(Magn
eto-Optics)方式では磁界を光軸方向にかけるための電
磁コイル16が必要となる。この実施例においては、フ
ォトリソグラフィ技術を用いてコイルパターンをフライ
ングヘッド12の浮上面に焼き付け、それ以外の部分を
マスクした後、エッチングしてコイルパターンを浮上面
から掘り下げた後、銅やアルミニウムを蒸着し、マスキ
ング樹脂を除去して得たものである。この電磁コイル
は、フライングヘッドの浮上量しか光ディスク面から離
れていないので、光ディスクの記録や消去の際に高い磁
束密度を確実にしかも容易にスポット部周辺に発生でき
るという特徴がある。
【0011】光源からの概ね平行とされた光束は、ミラ
ー11に入射し、反射光束は光ディスク面に対し概ね垂
直方向光束となり対物レンズ13で集光される。トラッ
キングは、ミラー11が傾角制御機構を有している場合
は、ミラーの傾角制御により、有していない場合には、
ミラー11への光束の入射角をガルバノミラーなどで制
御することにより行われる。このようにフライングヘッ
ドに対物レンズと電磁コイルを直接形成することによ
り、光学的な組立て調整がなくなり、また部品点数も削
減でき、光学的にも磁界的にも信頼性が高く、しかも低
コストなピックアップユニットが実現できる。
【0012】図2は、近接場効果を用いず、空気中の波
長で集光スポットを形成している例である。図1の実施
例と同じ部品は同じ符号で示す。この実施例の場合も、
ミラー11は傾角制御をしてもしなくてもよく、電磁コ
イル16も、ある場合でもない場合でもよい。対物レン
ズ23とフライングヘッド22が一部品で構成され、図
示の場合には浮上面に電磁コイル16が形成されてい
る。なお、回折面は対物レンズ23の非球面屈折面上で
はなく、フライングヘッド22の浮上面に設けてもよ
い。この場合、回折面を電磁コイルと同時にフォトリソ
グラフィ法によって作ることが出来る。
【0013】図3に示す実施例は、第2実施例と同様、
近接場効果を用いていないが、光学的な収差補正を良好
にするために、浮上面側にも屈折面34を創成した例で
ある。これにより2つの光学面33、34を用いて光束
が集光されるので、光学設計的にも像高特性をより広い
範囲で良好にできるなどのメリットが発生し、図2の実
施例に比べてトラッキング特性の改善などを図ることが
出来る。対物レンズ部分の光学面は、非球面形状などに
回折溝を切った回折屈折光学面であることが収差補正上
好ましいが、これに限らず、屈折光学系だけでもよい。
また、電磁コイルは光情報記録媒体の記録方式によって
必要に応じて図1の実施例と同様な方法で設ければよ
い。
【0014】図4は本発明の一体型フライングヘッドを
用いて図7に示した従来のフライングヘッドと同様、光
ファイバーにより入射光を誘導するように構成した例を
示す。フライングヘッド42には対物レンズ面43、4
4が2面と電磁コイル16が一体として形成されてお
り、傾角稼動ミラー11と光ファイバー45が実装され
ている。記録方式により、電磁コイル16は省くことが
出来る。このフライングヘッド42を図5に斜視図とし
て示す。図中46はミラー11の突き当て面である。こ
の形状は複雑であるが、ガラスモール度技術によって成
形できるので、一度の工程で作ることが出来る。
【0015】
【発明の効果】本発明の光ピックアップフライングヘッ
ドは、上記のように部品を組み立てるのではなく、フラ
イングヘッドに対物レンズと電磁コイルを直接形成する
ことにより、光学的な組立て調整がなくなり、また部品
点数も削減でき、光学的にも磁界的にも信頼性が高く、
しかも低コストなピックアップユニットが実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のフライングヘッドの第1実施例の構成
を示す概念図である。
【図2】本発明のフライングヘッドの第2実施例の構成
を示す概念図である。
【図3】本発明のフライングヘッドの第3実施例の構成
を示す概念図である。
【図4】本発明のフライングヘッドの第4実施例の構成
を示す概念図である。
【図5】上記第4実施例のフライングヘッドの形状を示
す斜視図である。
【図6】従来の近接場効果を用いたフライングヘッドの
構成を示す概念図である。
【図7】従来の非近接場効果によるフライングヘッドの
構成を示す概念図である。
【符号の説明】
1,12,22,32,42 フライングヘッド 2,14 保持バネ 3,16 電磁
コイル 4,11 ミラー 5,13,23
対物レンズ 6 SIL 7,15 光デ
ィスク 8,45 偏波面保存ファイバー 33,34,4
3,44 屈折面

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 透明材料で形成された光記録用ピックア
    ップフライングヘッドに、直接、屈折型光学系である対
    物レンズを形成したことを特徴とする光記録用フライン
    グヘッド
  2. 【請求項2】 透明材料で形成された光記録用ピックア
    ップフライングヘッドに、直接、回折屈折型光学系であ
    る対物レンズを形成したことを特徴とする光記録用フラ
    イングヘッド
  3. 【請求項3】 カー効果発生用の電磁コイルを平面コイ
    ルとし、フライングヘッドの浮上面に直接配設したこと
    を特徴とする請求項1あるいは2の光記録用フライング
    ヘッド
  4. 【請求項4】 上記カー効果発生用の電磁コイルは、フ
    ライングヘッドの浮上面に直接パターン化して一体に形
    成されていることを特徴とする請求項3の光記録用フラ
    イングヘッド
  5. 【請求項5】 フライングヘッドの材料を単結晶シリコ
    ンとしたことを特徴とする請求項1ないし請求項4のい
    ずれかの光記録用フライングヘッド
  6. 【請求項6】 フライングヘッドの材料をSrTiO3
    としたことを特徴とする請求項1ないし請求項4のいず
    れかの光記録用フライングヘッド
  7. 【請求項7】 上記対物レンズを近接場光学系としたこ
    とを特徴とする請求項1ないし請求項6のいずれかの光
    記録用フライングヘッド
  8. 【請求項8】 上記対物レンズを非近接場光学系とした
    ことを特徴とする請求項1ないし請求項6のいずれかの
    光記録用フライングヘッド
  9. 【請求項9】 光記録ディスクの表面から若干離れて主
    に径方向に可動の部品を有し、該部品中にミラーと、対
    物レンズを一体に形成したフライングヘッドが配設され
    ており、上記ミラーに入射し、光記録ディスクにほぼ垂
    直に出射する平行光を対物レンズで集光することを特徴
    とする光記録ピックアップユニット
  10. 【請求項10】 上記対物レンズは回折屈折対物レンズ
    であり、その集光点がレンズ材料と空気との界面から使
    用光源の波長以内にあることを特徴とする請求項9の光
    記録ピックアップユニット
  11. 【請求項11】 上記対物レンズと一体化されたフライ
    ングヘッドの浮上面に、平面電磁コイルを直接形成した
    ことを特徴とする請求項9あるいは10の光記録ピック
    アップユニット
JP10198172A 1998-06-30 1998-06-30 光記録用フライングヘッド Withdrawn JP2000021010A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2001015151A1 (fr) * 1999-08-25 2001-03-01 Seiko Instruments Inc. Tete optique a champ proche et procede de fabrication de celle-ci
JP2002008260A (ja) * 2000-06-16 2002-01-11 Sony Corp 光ヘッドおよび光ディスク装置

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